DE408494C

DE408494C - Method and device for operating a cement kiln

Info

Publication number: DE408494C
Application number: DEM76771D
Authority: DE
Original assignee: Merz & Mclellan
Current assignee: Merz & Mclellan
Publication date: 1925-01-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe eines Zementbrennofens. Es ist bekannt, die in dem Koks einer Verkokungsanlage enthaltene Wärme dadurch wiederzugewinnen, daß der Koks in noch warmem Zustande in einer Dampfkesselfeuerung verbrannt wird. Weiter ist es bekannt, die Abgase eines Zementofens zur Beheizung eines Gaserzeugers zu verwenden.Method and device for operating a cement kiln. It it is known that the heat contained in the coke of a coking plant can be recovered by that the coke is burned in a steam boiler while it is still warm. It is also known to use the exhaust gases of a cement kiln for heating a gas generator to use.

Unter Benutzung dieser Vorschläge wird nach der Erfindung ein Zementbrennofen mit dem noch warmen Koks einer Verkokungsanlage beheizt und die Abgase des Zementbrennofens ihrerseits wieder zur Beheizung der Verkokungsanlage verwendet, so daß ein außerordentlich wirtschaftlicher Wärmeaustausch stattfindet.Using these suggestions, a cement kiln is made according to the invention heated with the still warm coke of a coking plant and the exhaust gases from the cement kiln in turn used again to heat the coking plant, so that an extraordinary economic heat exchange takes place.

Als Verkokungsanlage wird vorzugsweise eine solche fürTieftemperaturkoks verwendet. In einer Ausführungsform der Erfindung wird die zusätzliche Wärme, die etwa für den "Zementofen nötig ist, durch Verbrennung von Gas erzeugt, das in der Verkokungsanlage gewonnen wird. Zweckmäßig wird der noch warme Koks, entweder mit oder ohne Zusatz von gepulvertem Rohbrennstoff, etwa Kohle, mit Rückstandsölen gemischt, die aus der Verkokung des Brennstoffs entstehen. Der so gewonnene kolloide Brennstoff wird dem Zementofen zugeführt. Mit dein Ausdruck »kolloider Brennstoff« soll eine im wesentlichen homogene Masse bezeichnet werden, in der die festen Bestandteile in den öligen Bestandteilen suspendiert sind.The preferred coking plant is one for low-temperature coke used. In one embodiment of the invention, the additional heat that about for the "cement kiln is necessary, generated by the combustion of gas that is in the Coking plant is obtained. The still warm coke is useful, either with or without the addition of powdered raw fuel, such as coal, mixed with residual oils, resulting from the coking of the fuel. The colloidal fuel obtained in this way is fed into the cement kiln. Your expression "colloidal fuel" is supposed to be a essentially homogeneous mass in which the solid constituents are suspended in the oily components.

Eine nach der Erfindung ausgeführte Anlage enthält daher als wesentliche Bestandteile eine mit niedriger Temperatur arbeitende Verkokungsanlage, einen Zementbrennofen, eine Dampfanlage, umfassend eine Vorrichtung zur Erzeugung oder Überhitzung von Dampf oder zur Speisewasservorwärmung oder all diese Einrichtungen zusammen, «-eiter Vorrichtungen zur Zuführung heißer Gase aus dem Zementofen zur Dampfanlage und endlich Vorrichtungen zur Zuleitung des Dampfes zur Brennstoffverkokungsanlage, tim diese zu heizen.A system designed according to the invention therefore contains as essential Components a low-temperature coking plant, a cement kiln, a steam plant comprising a device for generating or superheating Steam or for feed water preheating or all these devices together, «-leiter Devices for supplying hot gases from the cement kiln to the steam system and finally Devices for supplying the steam to the fuel coking plant, tim these to heat.

Die Erfindung umfaßt weiter die Anordnung einer Brennstoffdestillationsretorte, die im wesentlichen kontinuierlich arbeitet, eines 7ementdrehofens und Z"orrichtungen zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Retorte und dein Ofen, um Koksrückstände aus der Retorte in heißem oder teilweise gekühltem Zustarn_le der Verbrennungszone des Ofens zuzuführen, wodurch die in dem Koks enthaltene Wärme nutzbar gemacht und u. a. das Löschen des Kokses überflüssig ,emacht wird.The invention further comprises the arrangement of a fuel distillation retort, which works essentially continuously, a 7ement rotary kiln and Z "or devices to create a connection between the retort and your furnace to remove coke residue from the retort in a hot or partially cooled condition of the combustion zone of the furnace, whereby the heat contained in the coke is harnessed and i.a. it is no longer necessary to extinguish the coke.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß, obgleich das Gewicht des Brennstoffs, der je Tonne Zement erforderlich ist, größer als in bisherigen Betrieben sein kann und wahrscheinlich auch sein wird, nichtsdestoweniger eine Herabsetzung der Betriebskosten erreicht wird, insofern als wertvolle Öle und andere Nebenprodukte aus dein Brennstoff gewonnen werden, wodurch die Brennstoffkosten je Tonne Zement erheblich reduziert werden, da der Wert der gewonnenen Öle und Nebenprodukte in Abzug zu bringen ist.An advantage of the invention is that, although the weight of the fuel required per ton of cement is greater than in previous versions Operated can and likely will be a degradation nonetheless The operating cost is achieved in that valuable oils and other by-products from your fuel, reducing the fuel cost per ton of cement can be significantly reduced, as the value of the extracted oils and by-products in To be deducted.

Zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Abb. i erläutert die allgemeine Anordnung einer Vereinigung von Kohlenverkokungsanlage und Zementofen, und Abb. 2 stellt eine abgeänderte Anordnung dar, in der eine Dampferzeugungsanlage den Hauptanteil ihrer Betriebswärme aus den lZetortengasen erhält.Two preferred embodiments of the invention are in the drawings shown schematically. Fig. I illustrates the general arrangement of a union of the coal coking plant and the cement kiln, and Fig. 2 shows a modified arrangement represents, in which a steam generating plant derives the majority of its operating heat from the lZetortgas receives.

Bei der Anlage nach Abb. i ist als Zement- Brennofen eirl Drehofen 1o vorgesehen, rlern das Brenngut in üblicher Weise durch eine Leitung 1z zugeführt wird; der gesinterte Zement oder Klinker wird am unteren Ende des Ofens in einen Kühler 12 entleert, durch den zweckmäßig die Verbrennungsluft zur Vorerhitzung hindurchgeleitet wird.In the system according to Fig. I, the cement kiln Eirl rotary kiln 1o is provided, the material to be fired in the usual way through a line 1z is supplied; the sintered cement or clinker is at the bottom of the kiln emptied into a cooler 12, through which the combustion air is expediently preheated is passed through.

Nahe am Auslaufende des Ofens ist eine bei niedriger Temperatur arbeitende Brennstoffierkokungsanlage aufgestellt, die zweckmäßig mit einer Destillationstemperatur arbeitet, die 55o bis 6oo= C nicht überschreitet. Eine solche Anlage besteht aus einer Retorte 13 mit Vorerhitzer 14 für den Brennstoff. Letzterer wird dem Vorerhitzer mittels einer Förderanlage 15 zugeführt, die den Brennstoff aus einem Behälter 16 entnimmt, in den er durch Förderwagen gebracht wird. Diese Anlage ist im allgemeinen ähnlich ausgeführt, wie in den englischen Patentschriften 117290, 136868 und 149733 beschrieben.A low-temperature fuel coking plant is set up close to the outlet end of the furnace, which expediently works with a distillation temperature that does not exceed 55o to 600C. Such a system consists of a retort 13 with a preheater 14 for the fuel. The latter is fed to the preheater by means of a conveyor system 15 which removes the fuel from a container 16 into which it is brought by conveyor vehicles. This system is generally designed in a manner similar to that described in English patents 117290, 136868 and 149733.

Am unteren Errde der Retorte, rnit ihr ver-I:uiiden oder unmittelbar darunter stehend, ist eine Mühle 17 angeordnet, die den Koks aus der Retorte entnimmt und in noch heißem o-ler halb abgekühltem Zustand vermahlt. Der gemahlene Koks wird dann durch einen Ventilator 18 in eine Rohrleitung 4.9 und von dieser in den unteren Teil des Zementofens gefördert. Zusammen rnit diesem Brennstoff kann in den Ofen auch noch pulverisierte Rohkohle oder t >lrückstände eingeführt werrIen, die bei dein Verkokungsprozeß eiltstehen. Zur Erzeugung von Dampf, den rnan zur Erhitzung der Retorte und zur Destillation des Brennstoffs in dieser braucht, ist eire \ iederdruckdarnpfkessel 19 bestimmt. Dieser ist zweckmäßig am unteren Ende eines rnit Drosselklappe 51 versehenen 1saririns 2o aufgestellt, durch den die heißen Rauchgase aus dem Zementofen entweichen, so claß der Dampfkessel in an sich bekannter Weise durch Abgase beheizt wird.On the lower ground of the retort, with it, or directly standing underneath is a mill 17 which removes the coke from the retort and ground while still hot or half-cooled. The ground coke is made then through a fan 18 into a pipe 4.9 and from this into the lower one Part of the cement kiln promoted. Together with this fuel can be put in the furnace pulverized raw coal or oil residues are also introduced urge your coking process. To generate steam, which can be used for heating the retort and for the distillation of the fuel in it is a low-pressure steam boiler 19 determined. This is expediently provided at the lower end of a throttle valve 51 1saririns 2o set up, through which the hot flue gases escape from the cement kiln, so the steam boiler is heated by exhaust gases in a manner known per se.

Die abdestillierten Gase verlassen das obere Ende der Retorte durch ein Rohr @o und gehen von dort aus zunächst durch einen liorl(lensator 21. Dieser enthält eine Slxisewasserschlange, durch die mittels einer I'tunpe 23 (las Speisewasser für rlen Dampfkessel 19 gedrückt wird. Die unkonderisiert bleibenden Gase gelangen dann i-on dein Kondensator in einen zusätzlichen Gaskühler 24 finit Kühlwasserschlange 25. Das so abgekühlte Gas tritt dann in eine Anlage 26 zur Gewinnung von Nebenprodukten ein, wo 1Totorbrennstoff und andere Produkte aus dein Gas gewonnen wer(len. Das so v-)n den Nebenprodukten befreite Gas verbrennt schließlich in einem Brenner 27 und dient zur Heizung eines Darnpfülierli:tzers 28 des Dampfkessels i g. Die Verbrennungsgase strömen am oberen Ende eines den Überhitzer enthaltenden Gehäuses 29 ab und dienen zur Heizung des Dampfkessels, u111 schließlich durch den Kamin 2o zu entweichen. Die in dem Kondensator 21 und der Anlage 26 dem Gas entzogenen kondensierten Öle sammeln sich in Sümpfen 30 und 31.The distilled gases leave the upper end of the retort through a tube @o and from there go first through a liorl (lensator 21. The gases that remain uncondensed then reach the condenser in an additional gas cooler 24 finite cooling water coil 25. The gas thus cooled then enters a plant 26 for the extraction of by-products, where engine fuel and other products are obtained from your gas (len The gas freed from the by-products finally burns in a burner 27 and is used to heat a Darnpfülierli: tzers 28 of the steam boiler i g. The combustion gases flow off at the upper end of a housing 29 containing the superheater and are used to heat the steam boiler, u111 finally to escape through the chimney 2. The condensed oils withdrawn from the gas in the condenser 21 and the system 26 sam meld in swamps 30 and 31.

Der Dampf aus dem CTberhitzer gelangt .durch ein Rohr 32 zum unteren Ende der Retorte. Der Hauptteil dieses Rohrs ist von einem zweiten Rohre 33 ummantelt. Durch den :Mantel wird mit Hilfe eines Ventilators >2 ein Teil der Abgase gesaugt, die den Karnin 2o durchströmen. Dieses Mantelrohr 33 mündet in einen Mantel 34, der die Retorte 13 umgibt. Aus Mantel 34 gehen die Abgase nach dem Vorerhitzer 1.4 und entweichen endlich durch den Kamin 35. Die Abgase dienen demgemäß nicht nur zur U'ärmeisolierung des Dampfrohrs 3-2 und der Retorte 13, sondern auch noch zur Heizung des Vorerhitzers.The steam from the superheater arrives through a pipe 32 to the lower End of the retort. The main part of this pipe is covered by a second pipe 33. A part of the exhaust gases is sucked through the jacket with the help of a fan> 2, which flow through the Karnin 2o. This jacket pipe 33 opens into a jacket 34, surrounding the retort 13. From the jacket 34, the exhaust gases go to the preheater 1.4 and finally escape through the chimney 35. Accordingly, the exhaust gases are not only used for thermal insulation of the steam pipe 3-2 and the retort 13, but also for Preheater heating.

Wenn die Abgase des Zementofens und diejenigen des L'herhitzers mehr Wärme enthalten, als der Dampfkessel aufnehmen kann, so kann man die Abgase ganz oder zum Teil durch ein Rohr 34 mit Drosselklappe 35 in regelbarerMenge um den Dampfkessel herumlegten. Wenn andererseits die Abwärme für den Dampfkessel nicht ausreicht, so kann dieser mit einer zusätzlichen Heizung mittels Gases, Kohlenstaubes oder Oles versehen @vcrden, die in einem Hilfsbrenner 36 unter denn Dampfkessel verbrennen. Der für diesen Brenner erforderliche Brennstoff kann aus den Erzeugnissen der Verkokungsanlage entnomrnerl werden. Die in Abb. -2 dargestellte Ausführungsform .ist für solche Fälle geeignet, in denen es feststeht, daß die Wänrre der Abgase rles Zementofens nicht ausreicht, um den für die Retorte erforderlichen Dampf zu erzeugen. In diesem Fall entspricht der Zementofen und die Kohlenverkokungsanlage (mit Ausnahme der Anlage für die Gewinnung von \ebenprodukten daraus) sowie die I!-Tittel zur Speisung des Ofens und der Verkokungsanlage der Ausführung nach Ahlr. i. Ein Teil des Dampfes für die Retorte wird in dein Dampfkessel 19 erzeugt. der liier rnit dem L'berhitzer 28 zusammen ein gerneinsanies Gehäuse 29 hat. Das obere Ende dieses Gehäuses stellt in Verbindung mit de,n Hauptkamin 20 des Zementofens. Das Speisewasser für den Kessel 1g wird durch die Pumpe 23 durch eine in dein Kamin angeordnete Rohrschlange 37 gedrückt, trrn voll (la aus dein Kessel zuzufließen. Der Dampf aus diesem wird in den Cberhitzer 28 geleitet ttn-l strömt durch das ummantelte Rohr 3.2, wie nach Ahb. i, der Retorte zu. Die IZetor-terigase gelangen in das Rohr 5o und durchfließen nacheinander drei Wärmeaustauscher 39, d.o und 4.1: Der erste Austauscher 39 stellt einen Überhitzer dar, der zweite einen Verdampfer und der dritte einen Speisewasservorwärmer. Kühlwasser für die Retortengase und zur Speisung des Verdampfers wird durch eine Pumpe 38 im Gegenstrom gefördert; es tritt zuerst in den Austauscher 41 ein und durchströmt dann den Austauscher 4o. Der in letzterem erzeugte Dampf wird in dein Austauscher 39 c!twas überhitzt und gelangt dann durch ein Rohr 42 mit Druckregler .,1.3 in den Überhitzer 28, wo er sich mit dein Dampf aus dem Kessel i9 vereinigt und zusammen mit ihm der Retorte zuströmt. Das Destillat aus der Retorte, das in den Wärmeaustauschern kondensiert wird, sammelt sich in dein Sumpf 3o. Das Gas aus dem Austauscherd.i wird durch einen Kühler 24 und eine Anlage 26 für (lie Gewinnung von Nebenprodukten geleitet, wie in Abb. i, und das so behandelte Gas wird dann in einem Brenner 27 verbrannt, der den Hauptüberhitzer 28 heizt. Wenn zusätzliche Wärme für den Kessel i9 nötig ist, um die aus dem Überhitzer tretenden Heizgase noch weiter zu erhitzen, so kann inan einen Brenner :Id. vorsehen, der mit einem beliebigen Brennstoff gespeist wird. Wie schon oben bemerkt, stellen die beiden Anlagen nach Abb. i und 2 nur Ausführungsbeispiele dar und unterliegen, je nach dem zu erreichenden Zweck, mannigfachen Abänderungen. So kann der Überhitzer auf andere Weise als dargestellt geheizt werden, z. B. <-lurch . utzg;ts oder Kohlenstaub. Weiter kann als Brennstoff für den Ofen kolloider Brennstoff verwendet werden, der aus gepulverten Koksrückständen und Rückstandsöl zusammengesetzt ist, das in der Kohlenverkokungsanlage gewonnen wird. Das Gas aus der letzteren kann auch in dein Zeinentofen verbrannt werden, gegebenenfalls unter Hinzufügung von flüssigem Rohbrennstoff, wobei dann besondere Brenner vorgesehen sind, durch die die verschiedenen Brennstoffe in die Verbrennungszone des Ofens eingeführt «-erden.If the exhaust gases from the cement kiln and those from the heater contain more heat than the boiler can absorb, all or part of the exhaust gases can be circulated around the boiler in a controllable amount through a pipe 34 with a throttle valve 35. If, on the other hand, the waste heat is insufficient for the steam boiler, it can be provided with additional heating by means of gas, coal dust or oils, which burn in an auxiliary burner 36 under the steam boiler. The fuel required for this burner can be obtained from the products of the coking plant. The embodiment shown in Fig. -2 is suitable for those cases in which it is established that the heat of the exhaust gases from the cement furnace is insufficient to generate the steam required for the retort. In this case, the cement furnace and the coal coking plant (with the exception of the plant for the extraction of products from it) as well as the I! Means for feeding the furnace and the coking plant correspond to the Ahlr design. i. Part of the steam for the retort is generated in the steam boiler 19. which together with the superheater 28 has a common housing 29. The upper end of this housing communicates with the main chimney 20 of the cement kiln. The feed water for the boiler 1g is pressed by the pump 23 through a pipe coil 37 arranged in the chimney, trrn full (la to flow from your boiler. The steam from this is passed into the superheater 28 ttn-l flows through the jacketed pipe 3.2, The IZetor-terigases enter the pipe 5o and flow through three heat exchangers 39, do and 4.1: the first exchanger 39 represents a superheater, the second an evaporator and the third a feed water preheater. Cooling water for the retort gases and for feeding the evaporator is conveyed in countercurrent by a pump 38; it first enters the exchanger 41 and then flows through the exchanger 40. The steam generated in the latter is somewhat overheated in the exchanger 39 and then passes through a pipe 42 with pressure regulator., 1.3 into the superheater 28, where it combines with the steam from the boiler 19 and flows together with it to the retort from the retort, which is condensed in the heat exchangers, collects in your sump 3o. The gas from the exchanger d.i is passed through a cooler 24 and a plant 26 for recovery of by-products, as in Fig. I, and the gas thus treated is then burned in a burner 27 which heats the main superheater 28. If If additional heat is necessary for the boiler i9 in order to further heat the hot gases emerging from the superheater, a burner: Id. can be provided, which is fed with any fuel. As already noted above, the two systems according to Fig .i and 2 are only exemplary embodiments and are subject to various changes depending on the purpose to be achieved colloidal fuel can be used for the furnace, which is composed of powdered coke residues and residual oil obtained in the coal coking plant, and the gas from the latter can also be used in the furnace furnace, optionally with the addition of liquid raw fuel, in which case special burners are provided through which the various fuels are introduced into the combustion zone of the furnace.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for operating a zein firing furnace, characterized by the combination of the following features: a) the Zeinentbrennofenabgase heat the: coking retort of a fuel coking plant; b l the in the Coking plant - coke produced from the retort is warmed up by the cenenter furnace fed.

2. The method according to claim i, characterized in that any required Additional heat for the furnace is generated by burning the gas, ras in the coking plant is won.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that the warm coke residue with or without the addition of powdered cabbage> rhymes with residual oils resulting from the coking of the fuel are mixed, and that the colloidal fuel thus produced is fed to the furnace. d .. device for carrying out the method according to claim i, characterized by the arrangement an essentially continuous fuel distillation retort (13) and of conveying devices (18, d.9), which the coke from the retort (13) in hot or partially cooled state through a grinding system (17) into the furnace of the cement kiln (io). 5. Device for carrying out the method according to Claim i, characterized in that the fuel coking plant (13, 1d.) Steam is supplied, which is carried out in a boiler system (i9) with or without a superheater the exhaust gases of the cement kiln is generated, 6. Apparatus according to claim 5, characterized characterized, claß the auxiliary heating devices (27, 36) of the boiler system from the Residue gases from the Verk oktuigsanlage (13, 3d.) Are fed. 7. \ `device according to claim 6, characterized by the arrangement of a plant (26) for extraction of by-products from gases distilled off in the coking plant (13, 34). B. Apparatus according to claim 5, characterized by the arrangement of a superheater (39), an evaporator (do) and a gate warmer (41) that cool the gases from the coking plant (13) generate steam for the coking plant. 9. Vdi direction according to claim 5 to 8, characterized in that both the coking retort (13) like the supply pipe (32) for the heating steam finite jackets (34,33) through which some of the! exhaust gases of the cement kiln rio) are sucked.